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    Ein mikrochemischer Chip (1) umfasst einen Träger (11) mit einem Kanal (12) zum Bewirken, dass eine zu behandelnde Flüssigkeit hindurchfließt, Versorgungsabschnitten (13a, 13b), die mit dem Kanal (12) verbunden sind, um zu bewirken, dass die zu behandelnden Flüssigkeiten aus ihnen jeweils in den Kanal (12) fließen, und einem Sammelabschnitt (15), aus dem eine Flüssigkeit in dem Kanal (12) nach außen geleitet wird. Mehrere zu behandelnde Flüssigkeiten werden jeweils dazu gebracht, aus den Versorgungsabschnitten (13a, 13b) in den Kanal (12) zu strömen, und die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten, die einfließen gelassen werden, werden vereinigt und einer vorgegebenen Behandlung unterworfen, und dann wird die behandelnde Flüssigkeit aus dem Sammelabschnitt (15) nach außen geleitet. Bei diesem mikrochemischen Chip (1) wird der Träger (11) durch Anbringen eines Trägerkörpers (20) aus Keramik und eines Deckels (21) aus Glas ausgebildet, und Elektroden (23a, 23b, 24), die zur Kapillarmigration eingesetzt werden, werden durch gleichzeitiges Sintern mit dem Trägerkörper (20) ausgebildet.
    公开号:DE102004031424A1
    申请号:DE102004031424
    申请日:2004-06-29
    公开日:2005-03-03
    发明作者:Shin Kokubu Matsuda；Katsuhiko Kokubu Onitsuka
    申请人:Kyocera Corp；
    IPC主号:G01N1-10
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen mikrochemischen Chip, in demeine vorgegebene Behandlung wie etwa eine Reaktion oder Analysein Bezug auf eine zu behandelnde Flüssigkeit, wie beispielsweiseeine Flüssigkeitoder ein Reagens, die bzw. das durch einen kleinen Kanal fließt, durchgeführt werdenkann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifftdie vorliegende Erfindung einen mikrochemischen Chip, in dem es möglich ist,mehrere unterschiedliche zu behandelnde Flüssigkeiten zu vermischen unddann eine vorgegebene Behandlung vorzunehmen, wie beispielsweisein dem Fall, in dem Blut und ein Reagens vermischt werden, um eineReaktion auszulösen,sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
    [0002] Inden letzten Jahren wurden auf den Gebieten der chemischen Technologieund der biochemischen Technologie Forschungen zur Durchführung einerReaktion mit einer Probe oder einer Analyse einer Probe auf einerkleinen Flächedurchgeführt,und es wurden mikrochemische Systeme, die miniaturisierte Systemefür chemischeReaktionen, biochemische Reaktionen und die Analyse von Proben darstellen,erforscht und entwickelt, und zwar unter Einsatz der Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme-(abgekürztMEMS) Technologie.
    [0003] DieReaktion und die Analyse in den mikrochemischen Systemen werdenmit einem Chip durchgeführt,der mikrochemischer Chip ge nannt wird, in dem ein Mikrokanal, eineMikropumpe und ein Mikroreaktor ausgebildet sind. Beispielsweise wirdder folgende mikrochemische Chip vorgeschlagen: Eine Versorgungsöffnung zumEinspeisen einer Flüssigkeitwie etwa einer Probe und eines Reagens und eine Sammelöffnung zumHeraussaugen einer behandelten Flüssigkeit sind in einem ausSilicium, Glas oder Harz hergestellten Träger ausgebildet, die Versorgungsöffnung unddie Sammelöffnungsind übereinen Mikrokanal, dessen Querschnittsfläche klein ist, miteinanderverbunden, und es ist eine Mikropumpe zum Befördern einer Flüssigkeitan eine geeignete Position des Kanals vorgesehen (siehe die ungeprüfte japanischePatentveröffentlichung JP-A-2002-214241 (Seiten4–5, 1)). Des Weiteren wird auchein mikrochemischer Chip vorgeschlagen, der eine Einrichtung zumBeförderneiner Flüssigkeitvom Kapillarmigrationstyp unter Anwendung des Phänomens der Elektroosmose anstattder Mikropumpe aufweist (siehe die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP-A-2001-108619 (Seiten 4–5, 1)). In diesen mikrochemischenChips sind die Kanälean vorgegebenen Positionen miteinander verbunden und Flüssigkeitenwerden an dem Verbindungsabschnitt vermischt.
    [0004] Indem mikrochemischen System sind im Vergleich zu den herkömmlichenSystemen die Ausrüstungund die Techniken miniaturisiert, und daher kann der Oberflächenbereicheiner Reaktion pro Volumeneinheit einer Probe vergrößert werden,so dass die Reaktionszeit bedeutend verringert werden kann. Außerdem istes möglich,die Fließgeschwindigkeit präzise zusteuern, so dass Reaktion und Analyse wirksam durchgeführt werdenkönnen.Des Weiteren kann die Menge einer Probe oder eines Reagens, die für eine Reaktionoder Analyse benötigtwird, reduziert werden.
    [0005] Dievorstehend erwähnteungeprüftejapanische Patentveröffentlichung JP-A-2001-108619 (Seiten4–5, 1) beschreibt nicht das Materialdes Trägersdes mikrochemischen Chips vom Kapillarmigrationstyp, sondern esein wird allgemeiner mikrochemischer Chip aus einem Träger ausSilicium, Glas oder Harz ausgebildet. Daher werden in einem herkömmlichenmikrochemischen Chip vom Kapillarmigrationstyp Elektroden, die zurKapillarmigration eingesetzt werden, auf einem Träger ausSilicium, Glas oder Harz durch Verarbeitung zur Bildung eines dünnen Filmsausgebildet.
    [0006] Jedochist in einem mikrochemischen Chip vom Kapillarmigrationstyp, dereinen Trägeraus Silicium, Glas oder Harz verwendet, das Haftvermögen zwischenden fürdie Kapillarmigration verwendeten Elektroden und dem Träger gering,und daher wird ein Abschnitt, in dem die Elektroden und der Träger aneinanderhaften, von einer eingespeisten zu behandelnden Flüssigkeit,insbesondere Chemikalien, korrodiert. Deshalb gibt es im mikrochemischenChip vom Kapillarmigrationstyp eine Grenze, was die zu behandelndeFlüssigkeit,die eingespeist werden kann, betrifft, und die Einsatzbedingungensind auf unvorteilhafte Weise beschränkt.
    [0007] Gegenstandder Erfindung ist es, einen mikrochemischen Chip zur Verfügung zustellen, der eine ausgezeichnete chemische Widerstandsfähigkeitund weit reichende Anwendungsmöglichkeiten aufweist,bei dem es keine Beschränkunghinsichtlich einer eingespeisten zu behandelnden Flüssigkeit gibt,und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzusehen.
    [0008] DieErfindung sieht einen mikrochemischen Chip vor, mit einem Träger, dereinen Kanal zum Bewirken, dass eine zu behandelnde Flüssigkeithindurchfließt,mehrere mit dem Kanal verbunde ne Versorgungsabschnitte zum Bewirken,dass mehrere zu behandelnde Flüssigkeitenaus ihnen jeweils in den Kanal fließen, und einen Sammelabschnittaufweist, der mit dem Kanal verbunden ist und von dem eine Flüssigkeitim Kanal nach außengeleitet wird; einer in dem Versorgungsabschnitt ausgebildeten versorgungsabschnittseitigenElektrode; und einer in dem Sammelabschnitt ausgebildeten sammelabschnittseitigenElektrode, wobei der Trägeraus einem Trägerkörper ausKeramik mit einem Nutabschnitt, der den Kanal bildet, und einemauf dem Trägerkörper angeordnetenAbdeckelement zum Abdecken des Nutabschnitts zusammengesetzt ist, wobeider Versorgungsabschnitt einen Versorgungskanal, dessen eines Endemit dem Kanal verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem indem Abdeckelement ausgebildeten Versorgungsdurchgangsloch verbundenist, aufweist, wobei der Sammelabschnitt ein in dem Abdeckelementausgebildetes Sammeldurchgangsloch aufweist, um mit einem Abschnittauf der am weitesten stromabwärtsliegenden Seite in einer Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitim Kanal verbunden zu sein, wobei bewirkt wird, dass die mehrerenzu behandelnden Flüssigkeitenjeweils von den mehreren Versorgungsabschnitten in den Kanal fließen, diemehreren zu behandelnden Flüssigkeiten,die einfließengelassen werden, vereinigt und einer vorgegebenen Behandlung unterworfenwerden und die behandelte Flüssigkeitaus dem Sammelabschnitt nach außen geleitetwird, und wobei die versorgungsabschnittseitige Elektrode und diesammelabschnittseitige Elektrode gleichzeitig mit dem Trägerkörper gesintertwerden und eine Kapillarmigration durch Anlegen einer Spannung zwischender versorgungsabschnittseitigen Elektrode und der sammelabschnittseitigenElektrode durchgeführtwird.
    [0009] Gemäß der Erfindungfließendie zu behandelnden Flüssigkeiten,die aus den mehreren Versorgungsabschnitten eingespeist werden,durch Kapillarmigration durch den Kanal und werden aus dem Sammelabschnittnach außengeleitet. Wenn daher bewirkt wird, dass die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten,die sich voneinander unterscheiden, jeweils aus den mehreren Versorgungsabschnitten einfließen gelassenwerden, dann werden die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten,die einfließen gelassenwerden, vereinigt und fließendurch den Kanal und werden einer vorgegebenen Behandlung unterworfen.Dann wird die behandelte Flüssigkeitaus dem Sammelabschnitt nach außengeleitet.
    [0010] Inder Erfindung werden die versorgungsabschnittseitige Elektrode unddie sammelabschnittseitige Elektrode, die zur Kapillarmigrationeingesetzt werden, gleichzeitig mit dem Trägerkörper aus Keramik gesintert,und daher verbessert sich das Haftvermögen zwischen den Elektrodenund dem Trägerkörper. Dadurchwird verhindert, dass ein Abschnitt, in dem der Trägerkörper unddie Elektrode aneinander haften, von der zu behandelnden Flüssigkeit,insbesondere Chemikalien, korrodiert wird, und dadurch kann diechemische Widerstandsfähigkeitverbessert werden. Auf diese Weise kann ein mikrochemischer Chiprealisiert werden, der eine breite Verwendbarkeit aufweist, beidem es keine Einschränkunghinsichtlich der eingespeisten zu behandelnden Flüssigkeitgibt.
    [0011] Inder Erfindung wird die versorgungsabschnittseitige Elektrode aufeinem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper ausgebildeten Nutabschnittsausgebildet, welcher Teil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochszu positionieren ist, und die sammelabschnittseitige Elektrodewird auf einem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper ausgebildetenNutabschnitts ausgebildet ist, welcher Teil direkt unterhalb desSammeldurchgangslochs zu positionieren ist.
    [0012] Gemäß der Erfindungsind die Elektroden auf der Unterseite des Nutabschnitts ausgebildet,die eine flache Oberflächeist, so dass das Haftvermögen zwischendem Trägerkörper undden Elektroden weiter verbessert werden kann. Des Weiteren können dieElektroden relativ einfach ausgebildet werden.
    [0013] DieErfindung stellt einen mikrochemischen Chip zur Verfügung, mit einemTräger,der aus Keramik besteht und einen Kanal zum Bewirken, dass einezu behandelnde Flüssigkeithindurchfließt,mehrere mit dem Kanal verbundene Versorgungsabschnitte zum Bewirken, dassmehrere zu behandelnde Flüssigkeitenaus ihnen jeweils in den Kanal fließen, und einen Sammelabschnittaufweist, der mit dem Kanal verbunden ist und aus dem eine Flüssigkeitim Kanal nach außen geleitetwird; einer in dem Versorgungsabschnitt ausgebildeten versorgungsabschnittseitigenElektrode; und einer in dem Sammelabschnitt ausgebildeten sammelabschnittseitigenElektrode, wobei der Trägeraus einem Trägerkörper ausKeramik mit einem Nutabschnitt, der den Kanal bildet, und einemAbdeckelement zusammengesetzt ist, das aus Keramik besteht und aufdem Trägerkörper zum Abdeckendes Nutabschnitts angeordnet ist, wobei der Versorgungsabschnitteinen Versorgungskanal, dessen eines Ende mit dem Kanal verbunden istund dessen anderes Ende mit einem in dem Abdeckelement ausgebildetenVersorgungsdurchgangsloch verbunden ist, aufweist, wobei derSammelabschnitt ein in dem Abdeckelement ausgebildetes Sammeldurchgangslochaufweist, um mit einem Abschnitt auf der am weitesten stromabwärts liegendenSeite in einer Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitim Kanal verbunden zu sein, wobei bewirkt wird, dass die mehrerenzu behandelnden Flüssigkeitenjeweils aus den mehreren Versorgungsabschnitten in den Kanal fließen gelassenwerden, die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten, die einfließen gelassenwerden, vereinigt und einer vorgegebenen Behandlung unterworfenwerden und die behandelte Flüssigkeitaus dem Sammelabschnitt nach außengeleitet wird, und wobei die versorgungsabschnittseitige Elektrodeund die sammelabschnittseitige Elektrode gleichzeitig mit dem Träger gesintertwerden und eine Kapillarmigration durch Anlegen einer Spannung zwischender versorgungsabschnittseitigen Elektrode und der sammelabschnittseitigenElektrode durchgeführt wird.
    [0014] Gemäß der Erfindungfließendie zu behandelnden Flüssigkeiten,die von den mehreren Versorgungsabschnitten eingespeist werden,durch Kapillarmigration durch den Kanal und werden aus dem Sammelabschnittnach außengeleitet. Wenn daher bewirkt wird, dass die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten,die sich voneinander unterscheiden, jeweils aus den mehreren Versorgungsabschnitten einfließen, dannwerden die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten, die einfließen gelassenwerden, vereinigt und fließendurch den Kanal und werden einer vorgegebenen Behandlung unterworfen.Dann wird die behandelte Flüssigkeitaus dem Sammelabschnitt nach außengeleitet.
    [0015] Inder Erfindung werden die versorgungsabschnittseitige Elektrode unddie sammelabschnittseitige Elektrode, die zur Kapillarmigrationeingesetzt werden, gleichzeitig mit dem Träger aus Keramik gesintert,und daher verbessert sich das Haftvermögen zwischen den Elektrodenund dem Träger.Dadurch wird verhindert, dass ein Abschnitt, in dem der Träger unddie Elektroden aneinander haften, von der zu behandelnden Flüssigkeit,insbesondere Chemikalien, korrodiert wird, und dadurch kann diechemische Widerstandsfähigkeitverbessert werden. Auf diese Weise kann ein mikrochemischer Chiprealisiert werden, der eine breite Verwendbarkeit aufweist, bei demes keine Einschränkunghinsichtlich der zu behandelnden und eingespeisten Flüssigkeitgibt.
    [0016] Inder Erfindung wird die versorgungsabschnittseitige Elektrode aufeiner Innenumfangsoberflächedes in dem Abdeckelement ausgebildeten Versorgungsdurchgangslochsausgebildet, oder auf einem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper ausgebildetenNutabschnitts, welcher Teil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochszu positionieren ist.
    [0017] Inder Erfindung wird die sammelabschnittseitige Elektrode auf einerInnenumfangsoberfläche desin dem Abdeckelement ausgebildeten Sammeldurchgangslochs ausgebildet,oder auf einem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper ausgebildetenNutabschnitts, wel cher Teil direkt unterhalb des Sammeldurchgangslochszu positionieren ist.
    [0018] Gemäß der Erfindungsind die Elektroden auf der Unterseite des Nutabschnitts, der eineflache Oberflächeist, oder auf der Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs ausgebildet,so dass das Haftvermögenzwischen dem Trägerkörper undden Elektroden weiter verbessert werden kann. Des Weiteren können dieElektroden relativ einfach ausgebildet werden.
    [0019] Inder Erfindung wird ein Rührabschnittzum Rührender zu behandelnden Flüssigkeitenauf einer stromabwärtigenSeite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitin Bezug auf eine Position ausgebildet, an der der Kanal und dieVersorgungsabschnitte miteinander verbunden sind.
    [0020] Gemäß der Erfindungwird, nachdem die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten zu einer vereinigtsind, ein Wirbelstrom in den von dem Rührabschnitt vereinigten zubehandelnden Flüssigkeitenerzeugt. Dadurch könnendie mehreren zu behandelnden Flüssigkeitenmiteinander vermischt werden. Auf diese Weise können die mehreren zu behandelndenFlüssigkeitenausreichend in einem kürzerenKanal miteinander vermischt werden, als im Vergleich zu dem Fall,in dem sie nur durch Diffusion vermischt werden. Dementsprechendkann die Längedes Kanals verkürztwerden. Es ist daher möglich, dieReduzierung in der Größe des Mikrochipszu erzielen und die Reduzierung in der Größe eines mikrochemischen Systems,das den mikrochemischen Chip verwendet, zu erzielen. Des Weiterenwird die vorgegebene Behandlung in einem Zustand ausgeführt, indem die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten ausreichend vermischtsind. Daher kann die vorgegebene Behandlung zuverlässiger alsim Ver gleich zu dem Fall durchgeführt werden, in dem das Vermischenunzureichend ist.
    [0021] Inder Erfindung ist eine Querschnittsfläche des Kanals und der Versorgungskanäle 2,5 × 10–3 mm2 oder mehr und 1 mm2 oderweniger groß.
    [0022] Inder Erfindung beträgteine Breite des Kanals und der Versorgungskanäle 50 bis 1000 μm.
    [0023] Inder Erfindung weisen der Kanal und die Versorgungskanäle einerechteckige Querschnittsform auf und eine Beziehung zwischen einerlängerenSeite als Breite und einer kürzerenSeite als Tiefe erfülltdie folgende Gleichung:
    [0024] Gemäß der Erfindungist die Querschnittsfläche,die Breite oder dergleichen des Kanals und der Versorgungskanäle wie vorstehenderwähntgesetzt, so dass aus den Versorgungsabschnitten gegossene Proben,Reagenzien oder Reinigungsflüssigkeiten wirksamzugeführtund vermischt werden können.
    [0025] Inder Erfindung weist der Trägereinen Behandlungsabschnitt zum Durchführen einer vorgegebenen Behandlungin Bezug auf die zu behandelnden vereinigten Flüssigkeiten auf, wobei der Behandlungsabschnittauf einer stromabwärtigenSeite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitenin Bezug auf eine Position, an der der Versorgungsabschnitt undder Kanal miteinander verbunden sind, und auf einer stromaufwärtigen Seitein Bezug auf den Sammelabschnitt angeordnet ist.
    [0026] Gemäß der Erfindungwerden die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten, bei denen bewirkt wird,dass sie jeweils aus mehreren Versorgungsabschnitten in den Kanalfließen,vereinigt und im Behandlungsabschnitt einer vorgegebenen Behandlung unterworfen.Daher kann zum Beispiel ein Reaktionsprodukt erhalten werden, indemzwei Versorgungsabschnitte vorgesehen werden und bewirkt wird, dasseine Verbindung, die ein Rohmaterial ist, aus einem Versorgungsabschnitteinfließt,und bewirkt wird, dass ein Reagens aus dem anderen Versorgungsabschnitteinfließt,die Verbindung und das Reagens vereinigt werden und dieselben imBehandlungsabschnitt erhitzt werden, um eine Reaktion auszulösen.
    [0027] DieErfindung sieht ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend erwähnten mikrochemischen Chipsmit folgenden Schritten vor: Ausbilden eines Nutabschnitts,der den Kanal und die Versorgungskanäle auf einer Oberfläche einerkeramischen Grünfoliebildet, die den Trägerkörper bildet; Ausbildendes Versorgungsdurchgangslochs und des Sammeldurchgangslochs indem Abdeckelement; Ausbilden der versorgungsabschnittseitigenElektrode auf einem Teil einer Unterseite des in der keramischenGrünfolieausgebildeten Nutabschnitts, welcher Teil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochszu positionieren ist, und Ausbilden der sammelabschnittseitigenElektrode auf einem Teil einer Unterseite des Nutabschnitts, welcherTeil direkt unterhalb des Sammeldurchgangslochs zu positionierenist; Ausbilden des Trägerkörpers durchSintern der keramischen Grünfolie,in der der Nutabschnitt, die versorgungsabschnittseitigen und diesammelabschnittseitigen Elektroden ausgebildet sind, bei vorgegebenerTemperatur; und Ausbilden des Trägers durch Abdecken des Nutabschnittsauf der Oberflächedes Trägerkörpers mit demAbdeckelement.
    [0028] Gemäß der Erfindungwird der Nutteil ausgebildet durch Pressen einer Schablone auf dieOberflächeder keramischen Grünfolie,die den Trägerkörper bildet,die versorgungsabschnittseitige Elektrode wird auf dem Teil derUnterseite des Nutabschnitts ausgebildet, welcher Teil direkt unterhalbdes Versorgungsdurchgangslochs zu positionieren ist, und die sammelabschnittseitigeElektrode wird auf dem Teil der Unterseite des Nutabschnitts ausgebildet,welcher Teil direkt unterhalb des Sammeldurchgangslochs zu positionierenist. Das Versorgungsdurchgangsloch und das Sammeldurchgangslochsind in dem Abdeckelement ausgebildet.
    [0029] Dannwird der Trägerkörper durchSintern der keramischen Grünfolie,welche den Nutabschnitt, die versorgungsabschnittseitige Elektrodeund die sammelabschnittseitige Elektrode aufweist, bei vorgegebenerTemperatur ausgebildet, und der Träger wird durch Abdecken desNutabschnitts auf der Oberflächedes Trägerkörpers mitdem Abdeckelement ausgebildet.
    [0030] DurchAusbilden des Trägersauf diese Art und Weise kann ein mikrochemischer Chip hergestelltwerden, indem die versorgungsabschnittseitige Elektrode und diesammelabschnittseitige Elektrode gleichzeitig mit dem Trägerkörper gesintertwerden.
    [0031] DieErfindung sieht ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend erwähnten mikrochemischen Chipsmit folgenden Schritten vor: Ausbilden eines Nutabschnitts,der den Kanal und den Versorgungskanal auf einer Oberfläche einer erstenkeramischen Grünfoliedarstellt, die den Trägerkörper bildet; Ausbildendes Versorgungsdurchgangslochs und des Sammeldurchgangslochs ineiner zweiten keramischen Grünfolie,die das Abdeckelement bildet; Ausbilden der versorgungsabschnittseitigenElektrode auf einem Teil einer Unterseite des in der ersten keramischenGrünfolieausgebildeten Nutabschnitts, welcher Teil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochsoder auf einer Innenumfangsoberfläche des in der zweiten keramischenGrünfolieausgebildeten Versorgungsdurchgangslochs zu positionieren ist; Ausbildender sammelabschnittseitigen Elektrode auf einem Teil einer Unterseitedes in der ersten keramischen Grünfolieausgebildeten Nutabschnitts, welcher Teil direkt unterhalb des Sammeldurchgangslochszu positionieren ist, oder auf einer Innenumfangsoberfläche desin der zweiten keramischen Grünfolieausgebildeten Sammeldurchgangslochs; Laminieren der zweitenkeramischen Grünfolieauf die Oberflächeder ersten keramischen Grünfolie,die den Nutabschnitt aufweist, um den Nutabschnitt abzudecken; und Ausbildendes Trägersdurch Sintern der laminierten keramischen Grünfolien bei vorgegebener Temperatur.
    [0032] Gemäß der Erfindungwird der Nutabschnitt durch Pressen mit einer Schablone auf dieOberflächeder ersten keramischen Grünfolie,die den Trägerkörper bildet,ausgebildet, und das Versorgungsdurchgangsloch und das Sammeldurchgangsloch werdenin der zweiten keramischen Grünfolieausgebildet, die das Abdeckelement bildet.
    [0033] Alsnächsteswird die versorgungsabschnittseitige Elektrode auf dem Teil derUnterseite des in der ersten keramischen Grünfolie ausgebildeten Nutabschnittsausgebildet, welcher Teil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochszu positionieren ist, oder auf der Innenumfangsoberfläche desin der zweiten keramischen Grünfolieausgebildeten Versorgungsdurchgangslochs. Die sammelabschnittseitigeElektrode wird auf dem Teil der Unterseite des in der ersten keramischenGrünfolieausgebildeten Nutabschnitts ausgebildet, welcher Teil direkt unterhalb desSammeldurchgangslochs zu positionieren ist, oder auf der Innenumfangsoberfläche desin der zweiten keramischen Grünfolieausgebildeten Sammeldurchgangslochs.
    [0034] Dannwird die zweite keramische Grünfolie aufdie Oberflächeder ersten keramischen Grünfolie, dieden Nutabschnitt aufweist, zum Abdecken des Nutabschnitts laminiert,und der Trägerwird durch Sintern der laminierten keramischen Grünfolienbei vorgegebener Temperatur ausgebildet.
    [0035] DurchAusbilden des Trägersauf diese Art und Weise kann ein mikrochemischer Chip hergestelltwerden, der durch gleichzeitiges Sintern der versorgungsabschnittseitigenElektrode und der sammelabschnittseitigen Elektrode mit dem Träger ausgebildetwird.
    [0036] Andereund weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ausder folgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich, dieunter Bezugnahme auf die Zeichnungen verstanden wird, worin:
    [0037] 1A eine Draufsicht ist,die einen vereinfachten Aufbau eines mikrochemischen Chips gemäß einerAusführungsformder Erfindung zeigt, und 1B eineQuerschnittsansicht ist, die Querschnittsaufbauten längs SchnittlinienI-I, II-II und III-III des in 1A angegebenenmikrochemischen Chips zeigt;
    [0038] 2 eine vergrößerte perspektivischeAnsicht ist, die eine Versorgungsöffnung und ihre Umgebung zeigt;
    [0039] 3A und 3B Draufsichten sind, die Zustände derverarbeiteten keramischen Grünfolienzeigen;
    [0040] 4 eine fragmentarische Querschnittsansichtist, die einen Zustand zeigt, in dem die keramischen Grünfolienlaminiert sind;
    [0041] 5 eine Draufsicht ist, dieeinen vereinfachten Aufbau eines Deckels zeigt;
    [0042] 6A eine Draufsicht ist,die einen vereinfachten Aufbau eines mikrochemischen Chips gemäß eineranderen Ausführungsformder Erfindung zeigt, und 6B eineQuerschnittsansicht ist, die Querschnittaufbauten längs SchnittlinienIV-IV, V-V und VI-VI des in 1A angegebenenmikrochemischen Chips zeigt;
    [0043] 7A eine Draufsicht ist,die einen vereinfachten Aufbau eines mikrochemischen Chips gemäß einernoch anderen Ausführungsform derErfindung zeigt, und 7B eineQuerschnittsansicht ist, die Querschnittsaufbauten längs SchnittlinienVII-VII, VIII-VIII und IX-IX des in 7A angegebenenmikrochemischen Chips zeigt; und
    [0044] 8A und 8B teilweise vergrößerte perspektivische Ansichtensind, die Ausbildungsausführungsformeneiner versorgungsabschnittseitigen Elektrode zeigen.
    [0045] Nunwerden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugteAusführungsformender Erfindung beschrieben.
    [0046] 1A ist eine Draufsicht,die einen vereinfachten Aufbau eines mikrochemischen Chips 1 gemäß einerAusführungsformder Erfindung zeigt. 1B isteine teilweise Querschnittsansicht, die Querschnittsaufbauten entlangSchnittlinien I-I, II-II und III-III des in 1A angegebenen mikrochemischen Chips 1 zeigt.In 1B sind die Querschnittsaufbauten,die entlang der Schnittlinien I-I, II-II und III-III gemacht wurden,in dieser Reihenfolge gezeigt.
    [0047] Dermikrochemische Chip 1 umfasst einen Träger 11 mit einem Kanal 12 zumBewirken, dass eine zu behandelnde Flüssigkeit dort hindurchfließt, zweiVersorgungsabschnitte 13a und 13b jeweils zumBewirken, dass eine zu behandelnde Flüssigkeit aus ihnen in den Kanal 12 fließt, einenBehandlungsabschnitt 14 zum Durchführen einer vorgegebenen Behandlungan den zu behandelnden Flüssigkeiten undeinen Sammelabschnitt 15, aus dem die behandelte Flüssigkeitnach außengesaugt wird. Der Träger 11 weisteinen Trägerkörper 20 ausKeramik, auf dessen einer Oberflächeein Nutabschnitt 33 ausgebildet ist, und einen Deckel 21 ausGlas auf, der ein Abdeckabschnitt ist. Der Kanal 12 wirddurch Abdecken der Oberflächedes Trägerkörpers 20,der den Nutabschnitt 33 mit dem Deckel 21 aufweist,ausgebildet.
    [0048] DerVersorgungsabschnitt 13a weist einen Versorgungskanal 17a,der mit dem Kanal 12 verbunden ist, eine Versorgungsöffnung 16a,die an einem Endabschnitt des Versorgungskanals 17a vorgesehenist, und eine Mikropumpe 18a auf, die auf einer stromaufwärtigen Seitein einer Strömungsrichtung derzu behandelnden Flüssigkeitin Bezug auf eine Verbindungsposition 22 mit dem Kanal 12 vorgesehenist. Gleichermaßenweist der Versorgungsabschnitt 13b einen Versorgungskanal 17b,eine Versorgungsöffnung 16b undeine Mikropumpe 18b auf. Die Versorgungsöffnungen 16a und 16b sindals Durchgangslöcherso realisiert, dass eine zu behandelnde Flüssigkeit von außen in dieVersorgungskanäle 17a und 17b gegossenwerden kann. Der Sammelabschnitt 15 ist als Durchgangslochso realisiert, dass eine zu behandelnde Flüssigkeit aus dem Kanal 12 nachaußenentfernt wird.
    [0049] EineHeizvorrichtung 19 ist in dem Trägerkörper 20 und an einemTeil des Behandlungsabschnitts 14 unter dem Kanal 12 angeordnet.Der Kanal 12 in dem Behandlungsabschnitt 14 istgebogen und beispielsweise in Zickzackform ausgebildet, um mehrfach über derHeizvorrichtung 19 vorbeizugehen. Eine (nicht gezeigte)Verdrahtungsleitung zum Verbinden der Heizvorrichtung 19 miteiner externen Energiequelle führtaus der Heizvorrichtung 19 auf die Oberfläche desTrägers 11.Diese Verdrahtungsleitung ist aus einem Metallmaterial mit geringerem elektrischemWiderstand als jenem der Heizvorrichtung 19 ausgebildet.
    [0050] Immikrochemischen Chip 1 wird bewirkt, dass zwei Arten vonzu behandelnden Flüssigkeiten ausden beiden Versorgungsabschnitten 13a und 13b jeweilsin den Kanal 12 fließenund zu einer vereinigt werden, und der Kanal 12 wird beiBedarf mit der Heizvorrichtung 19 in dem Behandlungsabschnitt 14 aufeine vorgegebene Temperatur aufgeheizt, so dass die beiden Artenvon zu behandelnden Flüssigkeiten,die einfließengelassen wurden, miteinander reagieren und dann wird das erhalteneReaktionsprodukt aus dem Sammelabschnitt 15 geleitet.
    [0051] Immikrochemischen Chip 1 sind die versorgungsabschnittseitigenElektroden 23a und 23b in den Versorgungsabschnitten 13a und 13b ausgebildet,und eine sammelabschnittseitige Elektrode 24 ist in demSammelabschnitt 15 ausgebildet. Eine Kapillarmigrationwird durch Anlegen einer vorgegebenen Spannung zwischen den versorgungsabschnittseitigenElektroden 23a und 23b und der sammelabschnittseitigenElektrode 24 durchgeführt.
    [0052] Wiein den 1A und 1B sowie 2 gezeigt ist, ist die versorgungsabschnittseitigeElektrode 23a in dem in dem Träger 11 ausgebildetenVersorgungskanal 17a ausgebildet, genauer gesagt, auf einemTeil einer Unterseite eines in dem Trägerkörper 20 ausgebildetenNutabschnitts 33, welcher Teil direkt unterhalb der Versorgungsöffnung 16a zupositionieren ist, die ein in dem Deckel 21 ausgebildetes Versorgungsdurchgangslochist. Wie die versorgungsabschnittseitige Elektrode 23a,die in den 1A und 1B gezeigt ist, wird dieversorgungsabschnittseitige Elektrode 23b in dem in demTräger 11 ausgebildetenVersorgungskanal 17b ausgebildet, genauer gesagt, auf einemTeil auf einer Unterseite des in dem Trägerkörper 20 ausgebildetenNutabschnitts 33, welcher Teil direkt unterhalb der Versorgungsöffnung 16b zupositionieren ist, die ein in dem Deckel 21 ausgebildetesVersorgungsdurchgangsloch ist.
    [0053] Wiein den 1A und 1B gezeigt ist, ist die sammelabschnittseitigeElektrode 24 auf einem Teil auf dem am weitesten stromabwärts liegendenin der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeit einerUnterseite des in dem Träger 11 ausgebildeten Kanals 12 ausgebildet,welcher Teil direkt unterhalb des Durchgangslochs 15 zupositionieren ist, das ein in dem Deckel 21 ausgebildetesSammeldurchgangsloch ist.
    [0054] Dieversorgungsabschnittseitigen Elektroden 23a und 23b unddie sammelabschnittseitige Elektrode 24 werden durch Sinternzur selben Zeit ausgebildet, wenn keramische Grünfolien zum Ausbilden des Trägerkörpers 20 gebranntund gesintert werden, wie späterbeschrieben wird. Dadurch wird das Haftvermögen zwischen den Elektroden 23a, 23b und 24 sowiedem Trägerkörper 20 verbessert.Auf diese Weise wird verhindert, dass ein Abschnitt, in dem der Trägerkörper 20 unddie Elektroden 23a, 23b und 24 aneinanderhaften, von einer zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere Chemikalien,korrodiert wird, und die chemische Widerstandsfähigkeit kann verbessert werden,und dadurch kann ein mikrochemischer Chip 1 realisiertwerden, der eine breite Verwendbarkeit aufweist, bei dem es keineEinschränkunghinsichtlich der zu behandelnden und eingespeisten Flüssigkeitgibt.
    [0055] DieElektroden 23a, 23b und 24 sind auf der Unterseitedes Nutabschnitts 33 ausgebildet, die eine flache Oberfläche ist,so dass das Haftvermögenmit dem Trägerkörper 20 weiterverbessert werden kann. Außerdemkönnendie Elektroden 23a, 23b und 24 relativeinfach ausgebildet werden.
    [0056] DieQuerschnittsflächedes Kanals 12 und der Versorgungskanäle 17a und 17b beträgt bevorzugt2,5 × 10–3 mm2 oder mehr und 1 mm2 oderweniger, um Proben, Reagenzien oder Reinigungsflüssigkeiten, die aus den Versorgungsabschnitten 13a und 13b einfließen gelassenwurden, wirksam zuzuführenund zu vermischen. Jedoch fließteine Flüssigkeit,die durch den Kanal strömt,dessen Querschnittsflächeetwa 2,5 × 10–3 mm2 bis 1 mm2 beträgt, im Allgemeinenin einem Laminarströmungszustand, sodass es einfach durch Verbinden der beiden Versorgungskanäle 17a und 17b ermöglicht wird,die beiden Arten von zu behandelnden Flüssigkeiten, die aus den Versorgungsabschnitten 13a und 13b inden Kanal 12 einfließengelassen und vereinigt werden, nur durch Diffusion zu vermischen.Um daher die vereinigten beiden Arten von zu behandelnden Flüssigkeitenvollständigzu vermischen, ist es notwendig, einen langen Kanal vorzusehen,der die Erzielung eines kompakten mikrochemischen Chips einschränkt.
    [0057] Indieser Hinsicht kann ein Rührabschnitt zumRührender zu behandelnden Flüssigkeitenauf der stromabwärtigenSeite in der Strömungsrichtung derzu behandelnden Flüssigkeitin Bezug auf die Verbindungsposition 22 zwischen dem Kanal 12 und denVersorgungsabschnitten 13a und 13b ausgebildetsein. Der Rührabschnittkann beispielsweise durch Ausbilden eines ungleichmäßigen Abschnitts miteiner ungleichmäßigen Wandoberfläche, eines hydrophilenAbschnitts mit einer hydrophilen Wandoberfläche oder eines hydrophobenAbschnitts mit einer hydrophoben Wandoberfläche im Kanal 12 ausgebildetwerden, indem ein Vibrationselement angeordnet wird, um Vibrationenauf die zu behandelnden Flüssigkeitenim Kanal 12 zu übertragen,oder indem der Kanal 12 gebogen wird. Dadurch wird, nachdem diemehreren zu behandelnden Flüssigkeitenzu einer vereinigt wurden, in den vereinigten zu behandelnden Flüssigkeitendurch den Rührabschnittein Wirbelstrom erzeugt.
    [0058] Aufdiese Art und Weise könnendie mehreren zu behandelnden Flüssigkeitendurch Erzeugen des Wirbelstroms in den vereinigten zu behandelndenFlüssigkeitenvermischt werden. Dadurch könnendie mehreren zu behandelnden Flüssigkeitenin einem kürzerenKanal ausreichend vermischt werden als im Vergleich zu dem Fall,in dem sie nur durch Diffusion vermischt werden. Dementsprechendkann die Längedes Kanals 12 reduziert werden. Daher ist es möglich, dieReduzierung der Größe des mikrochemischenChips 1 zu erzielen und die Reduzierung der Größe einesmikrochemischen Systems, das den mikrochemischen Chip 1 verwendet,zu erzielen. Des Weiteren wird die vorgegebene Behandlung in einem Zustanddurchgeführt,in dem die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten ausreichend vermischt sind.Daher kann die vorgegebene Behandlung zuverlässiger durchgeführt werdenals im Vergleich zu dem Fall, in dem das Vermischen unzureichendist.
    [0059] Weiterhinsind durch Ausbilden des Rührabschnittszwischen der Verbindungsposition 22 und dem Behandlungsabschnitt 14 dievereinigten zu behandelnden Flüssigkeitenbeim Eintreffen im Behandlungsabschnitt 14 ausreichendvermischt worden. Daher könnenbeispielsweise in einem Fall, in dem eine Verbindung, die als Rohmaterialdient, aus dem Versorgungsabschnitt 13a einfließen gelassen wird,in dem ein Reagens aus dem Versorgungsabschnitt 13b einfließen gelassenwird und in dem die Verbindung und das Reagens vereinigt und reagierengelassen werden, indem sie mit der Heizvorrichtung 19 desBehandlungsabschnitts 14 erhitzt werden, die Verbindungund das Reagens in einem Zustand erhitzt werden, in dem die Verbindungund das Reagens ausreichend vermischt sind. Es ist daher möglich, dieVerbindung und das Reagens wirksam miteinander reagieren zu lassenund die Ausbeute an einem Reaktionsprodukt zu verbessern, die ausdem Sammelabschnitt entnommen wird.
    [0060] Dader Trägerkörper 20 auseinem keramischen Material hergestellt ist, weist der Trägerkörper eineausgezeichnete chemische Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu Silicium,Glas oder Harz auf, so dass ein mikrochemischer Chip 1,der bei unterschiedlichen Bedingungen eingesetzt werden kann, erhaltenwerden kann. Zu den Beispielen des keramischen Materials, das denTrägerkörper 20 bildet,gehörenein mit Aluminiumoxid gesinterter Stoff, ein mit Mullit gesinterterStoff oder ein mit Glaskeramik gesinterter Stoff. Der Deckel 21 bestehtaus Glas und daher kann der Mischungszustand oder der Reaktionszustandder zu behandelnden Flüssigkeitvisuell bestätigtwerden.
    [0061] DieQuerschnittsflächedes Kanals 12 und der Versorgungskanäle 17a und 17b beträgt vorzugsweise2,5 × 10–3 mm2 oder mehr und 1 mm2 oder weniger,um Proben, Reagenzien oder Reinigungsflüssigkeiten, die aus den vorstehenderwähntenVersorgungsabschnitten 13a und 13b einfließen gelassenwerden, wirksam zuzuführenund zu vermischen. Wenn die Querschnittsfläche des Kanals 12 undder Versorgungskanäle 17a und 17b 1mm2 überschreitet,wird die Menge an zugeführterProbe, an zugeführtemReagens oder zugeführterReinigungsflüssigkeit übermäßig, sodass eine Wirkung, dass vom mikrochemischen Chip 1 derReaktionsflächenbereichpro Volumeneinheit vergrößert unddie Reaktionszeit bedeutend reduziert wird, nicht in ausreichendemMaß erreichtwerden kann. Des Weiteren steigt, wenn die Querschnittsfläche desKanals 12 und der Versorgungskanäle 17a und 17b wenigerals 2,5 × 10–3 mm2 beträgt,der Druckverlust aufgrund der Mikropumpen 18a und 18b,so dass ein Problem bei der Zufuhr von Flüssigkeiten entsteht. Daherwird bevorzugt, dass die Querschnittsfläche des Kanals 12 undder Versorgungskanäle 17a und 17b 2,5 × 10–3 mm2 oder mehr und 1 mm2 oderweniger beträgt.
    [0062] DieBreite w des Kanals 12 und der Versorgungskanäle 17a und 17b beträgt bevorzugt50 bis 1000 μm,mehr bevorzugt 100 bis 500 μm.Die Tiefe d des Kanals 12 und der Versorgungskanäle 17a und 17b beträgt bevorzugt50 bis 1000 μm,mehr bevorzugt 100 bis 500 μm undliegt innerhalb des bevorzugten Bereichs der Querschnittsfläche, wievorstehend beschrieben. Wenn der Kanal 12 und die Versorgungskanäle 17a und 17b einerechteckige Querschnittsform aufweisen, erfüllt die Beziehung zwischender Breite (einer längerenSeite) und der Tiefe (einer kürzerenSeite) vorzugsweise die folgende Gleichung:
    [0063] Wenndas Verhältnisder Längeder kürzeren Seitezur Längeder längerenSeite < 0,4 beträgt, ist derDruckverlust groß,was ein Problem bei der Zufuhr von Flüssigkeiten bewirkt.
    [0064] DieUmrissgröße des mikrochemischen Chips 1 istzum Beispiel so, dass die Breite A etwa 40 mm beträgt, dieTiefe B etwa 70 mm beträgtund die Höheetwa 1 bis 2 mm beträgt,aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt und eine geeignete Umrissgröße kannbedarfsgerecht verwendet werden.
    [0065] Dermikrochemische Chip 1 kann nach der Verwendung erneut benutztwerden, wenn der mikrochemische Chip 1 durch Eingießen einerReinigungsflüssigkeitaus den Versorgungsabschnitten 13a und 13b gereinigtwird.
    [0066] Alsnächsteswird ein Verfahren zur Herstellung des in den 1A und 1B gezeigtenmikrochemischen Chips 1 beschrieben. Die 3A und 3B sindDraufsichten, die Zuständeder verarbeiteten keramischen Grünfolien 31 und 32 zeigen. 4 ist eine Querschnittsansicht,die einen Zustand zeigt, in dem die keramischen Grünfolien 31 und 32 laminiert sind.
    [0067] Zuerstwerden ein geeignetes organisches Bindemittel und Lösungsmittelmit einem Rohmaterialpulver vermischt und bei Bedarf wird ein Weichmacheroder Dispergiermittel hinzugefügtund die Mischung wird zu einem dünnenBrei bzw. zu Schlicker geformt. Dann wird der dünne Brei durch Schaben, Kalanderwalzenoder dergleichen zu einer Folie geformt. Auf diese Weise wird einekeramische Grünfolie(die auch als „keramischeRohfolie" bezeichnet wird)ausgebildet. Als Rohmaterialpulver kann, wenn der Trägerkörper 20 beispielsweiseaus einem mit Aluminiumoxid gesinterten Stoff hergestellt ist, Aluminiumoxid,Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder dergleichen verwendetwerden.
    [0068] Inder vorliegenden Ausführungsformwerden zwei der so ausgebildeten keramischen Grünfolien zur Ausbildung desTrägerkörpers 20 verwendet. Zuerstwird, wie in 3A gezeigtist, ein Nutabschnitt 33 ausgebildet, indem eine Schabloneauf eine Oberflächeder ersten keramischen Grünfolie 31 miteiner Schablone gedrücktwird. In diesem Fall wird eine Schablone verwendet, die eine Formaufweist, auf die eine gewünschteForm des Nutabschnitts 33 übertragen wird. Nebenbei bemerkt, durchVerwenden einer Schablone, bei der eine unebene Form als Form desNutabschnitts auf einen Abschnitt übertragen wird, der einem vorgegebenen Wandoberflächenteilentspricht, kann eine Unebenheit auf einem Wandoberflächenteildes Nutabschnitts ausgebildet werden, der den unebenen Teil bildet,welcher als der zuvor genannte Rührabschnitt dient.
    [0069] DerAnpressdruck zum Pressen des dünnen Breismit der Schablone wird je nach Viskosität des dünnen Breis eingestellt, bevorer zu der keramischen Grünfoliegeformt wird. Zum Beispiel wird, wenn die Viskosität des dünnen Breis1 bis 4 Pa·sbeträgt,ein Druck von 2,5 bis 7 MPa auf den dünnen Brei ausgeübt. Es gibtkeine besondere Beschränkung,was das Material der Schablone betrifft, und es kann eine Metallschabloneoder eine hölzerneSchablone verwendet werden.
    [0070] DesWeiteren werden die versorgungsabschnittseitigen Elektroden 23a und 23b unddie sammelabschnittseitige Elektrode 24 auf der erstenkeramischen Grünfolie 31 ausgebildet,in der der Nutabschnitt 33 durch Verarbeitung zum Ausbildeneines dünnenFilms ausgebildet wird. Die versorgungsabschnittseitige Elektrode 23a wirdauf der Unterseite eines Teils ausgebildet, der dem Versorgungskanal 17a imNutabschnitt 33 entspricht, welcher Teil ein Teil auf deram weitesten stromaufwärtsliegenden Seite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitist, d. h., ein Teil der Unterseite, welcher Teil direkt unterhalbder Versorgungsöffnung 16a zu positionierenist, die ein in dem Deckel 21 ausgebildetes Versorgungsdurchgangslochist. Die versorgungsabschnittseitige Elektrode 23b wirdauf der Unterseite eines Teils ausgebildet, der dem Versorgungskanal 17b indem Nutabschnitt 33 entspricht, welcher Teil ein Teil aufder am weitesten stromaufwärtsliegenden Seite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitist, d. h., ein Teil der Unterseite, welcher Teil direkt unterhalbder Versorgungsöffnung 16b zupositionieren ist, die ein in dem Deckel 21 ausgebildetesVersorgungsdurchgangsloch ist. Die sammelabschnittseitige Elektrode 24 wirdauf einem Teil der Unterseite der am weitesten stromabwärts liegendenSeite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitin dem Nutabschnitt 33 ausgebildet, welcher Teil direktunterhalb des Sammelabschnitts 15 zu positionieren ist,der ein in dem Deckel 21 ausgebildetes Sammeldurchgangslochist. Des Weiteren wird ein (nicht gezeigtes) Verdrahtungsmuster,das mit jeder der Elektroden 23a, 23b und 24 ver bandenist, auf der Oberflächeder ersten keramischen Grünfolie 31 durchVerarbeiten zur Ausbildung eines dünnen Films ausgebildet, wasdieselbe Art und Weise wie bei den Elektroden darstellt.
    [0071] Wiein 3B gezeigt ist, wirdein die Heizvorrichtung 19 bildendes Verdrahtungsmuster 34 und eineVerdrahtungsleitung zur externen Energieverbindung auf der Oberfläche derzweiten keramischen Grünfolie 32 durchAufbringen einer leitenden Paste in vorgegebener Form durch Siebdruckoder dergleichen ausgebildet. Die leitende Paste kann durch Vermischeneines Metallmaterialpulvers wie etwa Wolfram, Molybdän, Mangan,Kupfer, Silber, Nickel, Palladium oder Gold mit einem geeignetenorganischen Binde- und Lösungsmittelerhalten werden. Fürdie leitende Paste zum Ausbilden des die Heizvorrichtung 19 bildendenVerdrahtungsmusters 34 wird eine leitende Paste verwendet,in der 5 bis 30 Gew.-% eines keramischen Pulvers zu einem Metallmaterialpulverwie vorstehend beschrieben zugegeben werden, so dass nach einemBrennen ein vorgegebener elektrischer Widerstandswert erreicht wird.
    [0072] Wiein 4 gezeigt ist, wirddie erste keramische Grünfolie 31 mitdem Nutabschnitt 33 und den Elektroden 23a, 23b und 24 aufdie Oberfläche derzweiten keramischen Grünfolie 32 laminiert,die das die Heizvorrichtung 19 bildende Verdrahtungsmuster 34 aufweist.Die laminierten ersten und zweiten keramischen Grünfolien 31 und 32 werdenbei einer Temperatur von etwa 1600°C gesintert. Dadurch wird derin den 1A und 1B gezeigte Trägerkörper 20 ausgebildet,in dem die Elektroden 23a, 23b und 24 aufder Unterseite des Nutabschnitts 33 ausgebildet sind.
    [0073] 5 ist eine Draufsicht, dieeinen vereinfachten Aufbau des Deckels 21 zeigt. Wie in 5 gezeigt ist, werden Durchgangslöcher 42a, 42b und 43,die mit dem Nutabschnitt 33 der in 3A gezeig ten ersten keramischen Grünfolie 31 inVerbindung stehen, in den vorgegebenen, die Versorgungsöffnungen 16a und 16b undden Sammelabschnitt 15 bildenden Positionen in einem Substrat 41 ausGlas ausgebildet, und so kann der Deckel 21 erhalten werden.
    [0074] DerDeckel 21 wird an die Oberfläche gebunden, auf der der Nutabschnitt 33 vondem Trägerkörper 20 freigelegtist. Der Deckel 21 und der Trägerkörper 20 werden durchErhitzen und Pressen gebunden.
    [0075] Alsnächsteswerden piezoelektrische Materialien 44a und 44b wieetwa Bleizirkonattitanat (PZT; Formel der Zusammensetzung: Pb(Zr,Ti)O3) an vorgegebenen Positionen auf der Oberfläche desDeckels 21 angebracht, und (nicht gezeigte) Verdrahtungsleitungenzum Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Materialien 44a und 44b werden ausgebildet.Die piezoelektrischen Materialien 44a und 44b können denDeckel 21 überden Versorgungskanälen 17a und 17b durchAusdehnen oder Zusammenziehen nach Maßgabe der angelegten Spannungin Vibration versetzen, und daher können Mikropumpen 18a und 18b zumZuführenvon Flüssigkeitendurch Anbringen der piezoelektrischen Materialien 44a und 44b andem Deckel 21 überden Versorgungskanälen 17a und 17b ausgebildetwerden.
    [0076] Inder vorstehend beschriebenen Art und Weise wird der in den 1A und 1B gezeigte Träger 11 ausgebildet,so dass der mikrochemische Chip 1 erhalten werden kann.Dadurch kann der mikrochemische Chip 1, der die versorgungsabschnittseitigen Elektroden 23a und 23b unddie sammelabschnittseitige Elektrode 24 aufweist, die zurKapillarmigration eingesetzt werden, durch Anbringen des Trägerkörpers 20,in dem die Elektroden 23a, 23b und 24 auf derUnterseite des Nutabschnitts 33 ausgebildet sind, und desDeckels 21 hergestellt werden.
    [0077] Inder vorliegenden Ausführungsformwird der Trägerkörper 20 ausgebildet,indem ein laminierter Aufbau, der aus der keramischen Grünfolie 31, aufderen Oberflächeder Nutabschnitt 33 durch Pressen mit einer Schablone ausgebildetwird, und der keramischen Grünfolie 32 besteht,die das die Heizvorrichtung 19 bildende Verdrahtungsmuster 34 aufweist,gesintert wird, worauf der Träger 11 mitdem Kanal 12 durch Abdecken des Nutabschnitts 33 auf derOberflächedes Trägerkörpers 20 mitdem Deckel 21 abgedeckt wird. Daher kann der mikrochemische Chip 1 nurdurch einfaches Verarbeiten hergestellt werden, ohne eine komplizierteVerarbeitung wie etwa eine Ätzverarbeitungdurchzuführen,welche notwendig ist, wenn ein Kanal in einem Träger 11 aus Silicium,Glas oder Harz ausgebildet wird.
    [0078] Wievorstehend beschrieben wurde, ist, obwohl der mikrochemische Chip 1 dervorliegenden Ausführungsformzwei Versorgungsabschnitte 13a und 13b aufweist,die Erfindung nicht darauf beschränkt, und der mikrochemischeChip 1 kann drei oder mehr Versorgungsabschnitte aufweisen.Wenn zwei oder mehr Versorgungsabschnitte vorgesehen sind, sinddie Versorgungsabschnitte nicht unbedingt so vorgesehen, dass siezu einem Abschnitt vereinigt werden, sondern sie können mitdem Kanal 12 an verschiedenen Positionen verbunden sein.In diesem Fall wird eine zur Kapillarmigration verwendete Elektrodein jedem Versorgungsabschnitt ausgebildet.
    [0079] Dievorliegende Ausführungsformhat einen Aufbau, in dem ein Behandlungsabschnitt 14 (die Heizvorrichtung 19)vorgesehen ist, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt undes könnenzwei oder mehr Behandlungsabschnitte (Heizvorrichtungen) vorgesehensein. Auf diese Weise kann eine komplizierte Reaktion gesteuertbzw. geregelt werden, indem drei oder mehr Versorgungsabschnitte undzwei oder mehr Behandlungsabschnitte (Heizvorrichtungen) vorgesehenwerden. Es sollte beachtet werden, dass es nicht notwendig ist,den Behandlungsabschnitt 14 (die Heizvorrichtung 19)vorzusehen, wenn eine Reaktion ohne Erhitzen fortschreiten kann.
    [0080] Immikrochemischen Chip 1 der vorliegenden Erfindungsformist der Sammelabschnitt 15 vorgesehen und ein Reaktionsproduktwird aus dem Sammelabschnitt 15 geleitet. Wenn ein Erfassungsabschnittin dem Sammelabschnitt 15 oder auf der stromaufwärtigen Seitein der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitin Bezug auf den Behandlungsabschnitt 15 vorgesehen ist,kann ein Reaktionsprodukt einer chemischen Reaktion oder einer biochemischenReaktion wie etwa einer Antigen-Antikörper-Reaktion und einer Enzymreaktion erfasstbzw. nachgewiesen werden.
    [0081] DesWeiteren ist die vorliegende Ausführungsform so konfiguriert,dass sie die Mikropumpen 18a und 18b als Einrichtungzur Zuführungvon Flüssigkeitenhat, aber es ist möglich,die Mikropumpen 18a und 18b nicht vorzusehen.In diesem Fall kann, wenn eine zu behandelnde Flüssigkeit aus den Versorgungsöffnungen 16a und 16b gegossenwird, die Flüssigkeitaus den Versorgungsöffnungen 16a und 16b demSammelabschnitt 15 zugeführt werden, indem man die Flüssigkeitmit einer Mikrospritze oder dergleichen hineinzwingt. Alternativkann, wenn eine Flüssigkeitgegossen wird, die Flüssigkeitzugeführt werden,indem die Flüssigkeitunter Ausübungvon Druck mit einer Pumpe oder dergleichen, die außen vorgesehenist, gegossen wird. Zusätzlichkann die zu behandelnde Flüssigkeitdurch Ansaugen mit einer Mikrospritze oder dergleichen aus dem Sammelabschnitt 15,der als Öffnungrealisiert ist, zugeführt werden,nachdem die zu behandelnde Flüssigkeit ausden Versorgungsöffnungen 16a und 16b gegossenwurde.
    [0082] DerDeckel 21 ist an den Trägerkörper 20 gebunden,aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und der Deckel 21 kannvon dem Trägerkörper 20 entfernbarvorgesehen werden. Beispielsweise ist ein Aufbau möglich, beidem Druck auf den gesamten mikrochemischen Chip mit einem Silikongummiausgeübtwird, das von dem Trägerkörper 20 unddem Deckel 21 sandwichartig umgeben ist.
    [0083] Beidem Verfahren zur Herstellung des mikrochemischen Chips 1 dervorliegenden Ausführungsformwird der Trägerkörper 20 mitzwei keramischen Grünfolienausgebildet, d. h., der keramischen Grünfolie 31 mit demNutabschnitt 33 und der keramischen Grünfolie 32 mit demdie Heizvorrichtung 19 bildenden Verdrahtungsmuster 34.Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und der Trägerkörper 20 kannmit drei oder mehr keramischen Grünfolien ausgebildet werden.
    [0084] Inder vorliegenden Erfindung wird der Träger 11 durch Sintern,wobei der Nutabschnitt 33 auf der Oberfläche derkeramischen Grünfolie 31 freiliegt,um den Trägerkörper 20 auszubilden,und dann durch Abdecken des Nutabschnitts 33 mit dem Deckel 21 aufder Oberflächedes Trägerkörpers 20 ausgebildet.Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Träger 11 kann ausgebildetwerden, indem des Weiteren eine keramische Grünfolie, die mit demselben Durchgangslochwie im Deckel 21 versehen ist, das in Verbindung mit demNutabschnitt 33 steht, auf die Oberfläche der keramischen Grünfolie 31 laminiertwird und die keramischen Grünfoliengesintert werden.
    [0085] 6A ist eine Draufsicht,die einen vereinfachten Aufbau eines mikrochemischen Chips 1A gemäß einerweiteren Ausführungsformder Erfindung zeigt. 6B isteine Querschnittsansicht, die Querschnittsaufbauten entlang vonSchnittlinien IV-IV, V-V und VI-VI des in 6A angegebenen mikrochemischen Chips 1A zeigt.In Figur 6B sind die Querschnittsaufbauten, die entlangden Schnittlinien IV-IV, V-Vund VI-VI gemacht wurden, in dieser Reihenfolge gezeigt. Des Weiterenwerden in der vorliegenden Ausführungsformdieselben Komponenten wie jene der zuvor erwähnten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichenbezeichnet, und es wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
    [0086] DerTräger 11A desmikrochemischen Chips 1A der Ausführungsform weist einen Trägerkörper 20 ausKeramik und einen Deckel 21A aus Glas auf, der einen Abdeckabschnittdarstellt, und der Kanal 12 wird durch Abdecken der Oberfläche desTrägerkörpers 20 ausgebildet,welche Oberflächeden Nutabschnitt 33 mit dem Deckel 21A aufweist.Vorliegend sind der Trägerkörper 20 undder Deckel 21A einstückigausgebildet. Im Deckel 21A sind wie beim Deckel 21 derzuvor erwähntenAusführungsformdie Versorgungsöffnungen 16a und 16b,die Versorgungsdurchgangslöchersind, und der Sammelabschnitt 15, der als Durchgangslochrealisiert ist, das ein Sammeldurchgangsloch ist, ausgebildet.
    [0087] Einsolcher Träger 11A istwie unten beschrieben ausgebildet. Wie bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform,wie sie in 3A gezeigt ist,wird der Nutabschnitt 33, der den Kanal 12 und dieVersorgungskanäle 17a und 17b darstellt,auf der Oberflächeder keramischen Grünfolie 31 ausgebildet.Des Weiteren werden, wie bei der zuvor erwähnten Ausführungsform, die versorgungsabschnittseitigenElektroden 23a und 23b und die sammelabschnittseitigeElektrode 24 auf der Unterseite des Nutabschnitts 33 ausgebildet.Als nächsteswird, wie in 3B gezeigtist, das die Heizvorrichtung 19 bildende Verdrahtungsmuster 34 unddie Verdrahtungsleitung zur externen Energieverbindung auf der Oberfläche derkeramischen Grünfolie 32 ausgebildet.
    [0088] Alsnächsteswerden wie bei dem in 5 gezeigtenDeckel 21 die Durchgangslöcher 42a und 42b,die Versorgungsdurchgangslöchersind, und das Durchgangsloch 43, das ein Sammeldurchgangslochist, in der den Deckel 21A bildenden keramischen Grünfolie ausgebildet.
    [0089] Alsnächsteswird, wie in 4 gezeigtist, die keramische Grünfolie 31 mitdem Nutabschnitt 33 und den Elektroden 23a, 23b und 24 aufdie Oberflächeder keramischen Grünfolie 32 mitdem die Heizvorrichtung 19 bildenden Verdrahtungsmuster 34 laminiert.Des Weiteren wird die keramische Grünfolie mit den Durchgangslöchern 42a und 42b und 43 auf dieOberflächeder keramischen Grünfolie 31 mitdem Nutabschnitt 33 und den Elektroden 23a, 23b und 24 laminiert,um den Nutabschnitt 33 abzudecken. Die laminierten dreikeramischen Grünfolien,die die keramischen Grünfolien 31 und 32 unddie andere keramische Grünfolieaufweisen, werden bei einer Temperatur von etwa 1600°C gesintert.Dadurch wird der in den 6A und 6B gezeigte Träger 11A ausgebildet,in dem die Elektroden 23a, 23b und 24 aufder Unterseite des Nutabschnitts 33 ausgebildet sind.
    [0090] 7A ist eine Draufsicht,die einen vereinfachten Aufbau eines mikrochemischen Chips gemäß einernoch anderen Ausführungsformder Erfindung zeigt. 7B isteine Querschnittsansicht, die Querschnittsaufbauten entlang vonSchnittlinien VII-VII, VIII-VIII und IX-IX des in 7A angegebenenmikrochemischen Chips zeigt. In 7B sinddie Querschnittsaufbauten, die entlang den Schnittlinien VII-VII,VIII-VIII und IX-IX gemacht wurden, in dieser Reihenfolge gezeigt.Die 8A und 8B sind teilweise vergrößerte perspektivischeAnsichten, die Ausbildungsausführungsformender versorgungsabschnittseitigen Elektroden 23a zeigen.Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform dieselben Komponentenwie jene der zuvor erwähntenAusführungsformmit denselben Bezugszei chen bezeichnet, und es wird auf eine detaillierteBeschreibung verzichtet.
    [0091] Wennder Deckel aus einer keramischen Grünfolie ausgebildet ist, können dieElektroden 23a, 23b und 24 in dem Deckel 21B anstattin dem Trägerkörper 20 ausgebildetsein. Das heißt,wie in den 7A, 7B und 8A gezeigt ist, dass die versorgungsabschnittseitigenElektroden 23a und 23b auf der gesamten Innenumfangsoberfläche derVersorgungsdurchgangslöcher 42a und 42 ausgebildetsind, die in dem Deckel 21B des Trägers 11B ausgebildetsind, und die sammelabschnittseitige Elektrode 24 ist auf dergesamten Innenumfangsoberflächedes Sammeldurchgangslochs 43 ausgebildet, das in dem Deckel 21B desTrägers 11B ausgebildetist.
    [0092] Einsolcher Träger 11B istwie nachstehend beschrieben ausgebildet. Wie bei der vorstehenderwähntenAusführungsformwird der Nutabschnitt 33, der den Kanal 12 unddie Versorgungskanäle 17a und 17b darstellt,auf der Oberflächeder keramischen Grünfolie 31 ausgebildet.Als nächsteswerden, wie in 3B gezeigtist, das die Heizvorrichtung 19 bildende Verdrahtungsmuster 34 unddie Verdrahtungsleitung zur externen Energieverbindung auf der Oberfläche derkeramischen Grünfolie 32 ausgebildet.
    [0093] Alsnächsteswerden wie bei dem in 5 gezeigtenDeckel 21 die Durchgangslöcher 42a und 42b,die Versorgungsdurchgangslöchersind, und das Durchgangsloch 43, das ein Sammeldurchgangslochist, in der den Deckel 21B bildenden keramischen Grünfolie ausgebildet.Die versorgungsabschnittseitigen Elektroden 23a und 23b werdenauf der gesamten Innenumfangsoberfläche der Durchgangslöcher 42a und 42b ausgebildetund die sammelabschnittseitige Elektrode 24 wird auf dergesamten Innenumfangsoberflächedes Durchgangslochs 43 ausgebildet.
    [0094] Alsnächsteswird die keramische Grünfolie 31 mitdem Nutabschnitt 33 auf die Oberfläche der keramischen Grünfolie 32 mitdem die Heizvorrichtung 19 bildenden Verdrahtungsmusterlaminiert. Des Weiteren wird die keramische Grünfolie mit den Durchgangslöchern 42a und 42b und 43 aufdie Oberflächeder keramischen Grünfolie 31 mitdem Nutabschnitt 33 laminiert, um den Nutabschnitt 33 abzudecken.Die laminierten drei keramischen Grünfolien 31 und 32 werdenbei einer Temperatur von etwa 1600°C gesintert. Dadurch wird derin den 7A, 7B und 8A gezeigte Träger 11B ausgebildet, indem die Elektroden 23a, 23b und 24 aufden gesamten Innenumfangsoberflächender Durchgangslöcher 42a, 42b und 43 ausgebildetsind.
    [0095] Essollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Ausführungsformdie Elektroden 23a, 23b und 24 auf dergesamten inneren Umfangsoberflächeder Durchgangslöcher 42a, 42b und 43 ausgebildetsind, jedoch könnenstatt ihrer, wie in 8B gezeigtist, die Elektroden 23a, 23b und 24 aufden Hälftender inneren Umfangsoberflächender Durchgangslöcher 42a, 42b bzw. 43 ausgebildetwerden.
    [0096] Wenndie Träger 11A und 11B durchLaminieren der keramischen Grünfolienauf diese Art und Weise ausgebildet werden, ist es nicht notwendig, denDeckel 21 anzubringen, nachdem der Trägerkörper 20 ausgebildetwurde, so dass die Produktivität verbessertwerden kann. Wenn ein keramisches piezoelektrisches Material wieetwa PZT, wie vorstehend beschrieben, für die piezoelektrischen Materialien 44a und 44b,die die Mikropumpen 18a und 18b bilden, verwendetwird, nachdem das keramische piezoelektrische Material an einervorgegebenen Position in der keramischen Grünfolie angebracht wurde, inwelcher das Durchgangsloch in Verbindung mit dem Nutabschnitt 33 ausgebildetist, kann das piezoelektrische Material zur selben Zeit gesintertwerden.
    [0097] Dermikrochemische Chip der Erfindung kann für Anwendungszwecke wie etwaTests von Viren, Bakterien oder Körperflüssigkeitskomponenten in Körperflüssigkeitenwie Blut, Speichel und Urin mit einem Reagens, Vitalreaktionsexperimentezwischen Viren, Bakterien oder medizinischen Flüssigkeiten und Körperzellen,Reaktionsexperimente zwischen Viren oder Bakterien und medizinischerFlüssigkeit, Reaktionsexperimentezwischen Viren oder Bakterien und anderen Viren oder Bakterien,Blutbestimmung, Separation und Extraktion oder Zersetzung von Genenmit medizinischer Flüssigkeit,Separation und Extraktion durch Ausfällung oder dergleichen einerchemischen Substanz in einer Lösung,Zersetzung einer chemischen Substanz in einer Lösung und Mischung mehrerermedizinischer Flüssigkeiten verwendetwerden, und er kann zum Zweck anderer Vitalreaktionen oder chemischerReaktionen eingesetzt werden.
    [0098] DieErfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden,ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen.Die vorliegenden Ausführungsformensind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nichtals beschränkendzu betrachten, wobei der Umfang der Erfindung vorrangig durch diebeiliegenden Ansprücheals durch die vorstehende Beschreibung angegeben ist, und alle Änderungen,die innerhalb der Bedeutung und dem Gleichwertigkeitsbereich der Ansprüche auftreten,sollen daher darin umfasst sein.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Mikrochemischer Chip (1) mit einemTräger(11), der einen Kanal (12) zum Bewirken, dasseine zu behandelnde Flüssigkeithindurchfließt,mehrere mit dem Kanal (12) verbundene Versorgungsabschnitte(13a, 13b) zum Bewirken, dass mehrere zu behandelndeFlüssigkeitenaus ihnen jeweils in den Kanal (12) fließen, undeinen Sammelabschnitt (15) aufweist, der mit dem Kanal(12) verbunden ist und aus dem eine Flüssigkeit im Kanal (12) nachaußengeleitet wird; einer in dem Versorgungsabschnitt (13a, 13b)ausgebildeten versorgungsabschnittseitigen Elektrode (23a, 23b);und einer in dem Sammelabschnitt (15) ausgebildeten sammelabschnittseitigenElektrode (24), wobei der Träger (11) aus einemTrägerkörper (20) ausKeramik mit einem Nutabschnitt (33), der den Kanal (12)bildet, und einem auf dem Trägerkörper (20)angeordneten Abdeckelement (21) zum Abdecken des Nutabschnitts(33) zusammengesetzt ist, wobei der Versorgungsabschnitt(13a, 13b) einen Versorgungskanal (17a, 17b),dessen eines Ende mit dem Kanal (12) verbunden ist unddessen anderes Ende mit einem in dem Abdeckelement (21)ausgebildeten Versorgungsdurchgangsloch (42a, 42b)verbunden ist, aufweist, wobei der Sammelabschnitt (15)ein in dem Abdeckelement (21) ausgebildetes Sammeldurchgangsloch (43)aufweist, um mit einem Teil auf der am weitesten stromabwärts liegendenSeite in einer Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitim Kanal (12) verbunden zu sein, wobei bewirkt wird,dass die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten jeweils von denmehreren Versorgungsabschnitten (13a, 13b) inden Kanal (12) fließen,die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten, dieeinfließengelassen werden, vereinigt und einer vorge gebenen Behandlung unterworfenwerden und die behandelte Flüssigkeitaus dem Sammelabschnitt (15) nach außen geleitet wird, und wobeidie versorgungsabschnittseitige Elektrode (23a, 23b)und die sammelabschnittseitige Elektrode (24) gleichzeitigmit dem Trägerkörper (20)gesintert werden und eine Kapillarmigration durch Anlegen einerSpannung zwischen der versorgungsabschnittseitigen Elektrode (23a, 23b)und der sammelabschnittseitigen Elektrode (24) durchgeführt wird.
    [2] Mikrochemischer Chip (1) nach Anspruch 1, wonachdie versorgungsabschnittseitige Elektrode (23a, 23b)auf einem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper (20) ausgebildetenNutabschnitts (33) ausgebildet wird, welcher Teil direktunterhalb des Versorgungsdurchgangslochs (42a, 42b)zu positionieren ist, und die sammelabschnittseitige Elektrode(24) auf einem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper (20) ausgebildetenNutabschnitts (33) ausgebildet ist, welcher Teil direktunterhalb des Sammeldurchgangslochs (43) zu positionierenist.
    [3] Mikrochemischer Chip (1A, 1B) mit einemTräger(11A, 11B), der aus Keramik besteht und einenKanal (12) zum Bewirken, dass eine zu behandelnde Flüssigkeithindurchfließt,mehrere mit dem Kanal (12) verbundene Versorgungsabschnitte (13a, 13b)zum Bewirken, dass mehrere zu behandelnde Flüssigkeiten aus ihnen jeweilsin den Kanal (12) fließen,und einen Sammelabschnitt (15) aufweist, der mit dem Kanal(12) verbunden ist und aus dem eine Flüssigkeit im Kanal (12)nach außengeleitet wird; einer in dem Versorgungsabschnitt (13a, 13b)ausgebildeten versorgungsabschnittseitigen Elektrode (23a, 23b);und einer in dem Sammelabschnitt (15) ausgebildeten sammelabschnittseitigenElektrode (24), wobei der Träger (11A, 11B)aus einem Trägerkörper (20)aus Keramik mit einem Nutabschnitt (33), der den Kanal(12) bildet, und einem Abdeckelement (21A, 21B)zusammengesetzt ist, das aus Keramik besteht und auf dem Trägerkörper (20)zum Abdecken des Nutabschnitts (33) angeordnet ist, wobeider Versorgungsabschnitt (13a, 13b) einen Versorgungskanal(17a, 17b), dessen eines Ende mit dem Kanal (12)verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem in dem Abdeckelement(21A, 21B) ausgebildeten Versorgungsdurchgangsloch(42a, 42b) verbunden ist, aufweist, wobeider Sammelabschnitt (15) ein in dem Abdeckelement (21A, 21B)ausgebildetes Sammeldurchgangsloch (43) aufweist, um miteinem Teil auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite in einer Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeit imKanal (12) verbunden zu sein, wobei bewirkt wird,dass die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten jeweils aus denmehreren Versorgungsabschnitten (13a, 13b) inden Kanal (12) fließen,die mehreren zu behandelnden Flüssigkeiten, dieeinfließengelassen werden, vereinigt und einer vorgegebenen Behandlung unterworfenwerden und die behandelte Flüssigkeitaus dem Sammelabschnitt (15) nach außen geleitet wird, und wobeidie versorgungsabschnittseitige Elektrode (23a, 23b)und die sammelabschnittseitige Elektrode (24) gleichzeitigmit dem Träger(11A, 11B) gesintert werden und eine Kapillarmigrationdurch Anlegen einer Spannung zwischen der versorgungsabschnittseitigenElektrode (23a, 23b) und der sammelabschnittseitigenElektrode (24) durchgeführtwird.
    [4] Mikrochemischer Chip (1A, 1B) nachAnspruch 3, wonach die versorgungsabschnittseitige Elektrode (23a, 23b)auf einer Innenumfangsoberflächedes in dem Abdeckelement (21B) ausgebildeten Versorgungsdurchgangslochs(42a, 42b) oder auf einem Teil einer Unter seitedes in dem Trägerkörper (20)ausgebildeten Nutabschnitts (33) ausgebildet ist, welcherTeil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochs (42a, 42b)zu positionieren ist.
    [5] Mikrochemischer Chip (1A, 1B) nachAnspruch 3 oder 4, wonach die sammelabschnittseitige Elektrode (24)auf einer Innenumfangsoberfläche desin dem Abdeckelement (21B) ausgebildeten Sammeldurchgangslochs(43) oder auf einem Teil einer Unterseite des in dem Trägerkörper (20)ausgebildeten Nutabschnitts (33) ausgebildet ist, welcher Teildirekt unterhalb des Sammeldurchgangslochs (43) zu positionierenist.
    [6] Mikrochemischer Chip (1, 1A, 1B)nach Anspruch 1 oder 3, wonach ein Rührabschnitt zum Rühren derzu behandelnden Flüssigkeitenauf einer stromabwärtigenSeite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitin Bezug auf eine Position, an der der Kanal (12) und dieVersorgungsabschnitte (13a, 13b) miteinander verbundensind, ausgebildet ist.
    [7] Mikrochemischer Chip (1, 1A, 1B)nach Anspruch 1 oder 3, wonach eine Querschnittsfläche des Kanals(12) und der Versorgungskanäle (17a, 17b) 2,5 × 10–3 mm2 oder mehr und 1 mm2 oderweniger groß ist.
    [8] Mikrochemischer Chip (1, 1A, 1B)nach Anspruch 1 oder 3, wonach eine Breite des Kanals (12) undder Versorgungskanäle(17a, 17b) 50 bis 1000 μm beträgt.
    [9] Mikrochemischer Chip (1, 1A, 1B)nach Anspruch 1 oder 3, wonach der Kanal (12) und die Versorgungskanäle (17a, 17b)eine rechteckige Querschnittsform aufweisen und eine Beziehung zwi scheneiner längerenSeite als Breite und einer kürzerenSeite als Tiefe die folgende Gleichung erfüllt:
    [10] Mikrochemischer Chip (1, 1A, 1B)nach einem der Ansprüche1 bis 9, wonach der Träger(11, 11A, 11B) einen Behandlungsabschnitt(14) zum Durchführeneiner vorgegebenen Behandlung in Bezug auf die zu behandelnden vereinigtenFlüssigkeitenaufweist, wobei der Behandlungsabschnitt (14) auf einerstromabwärtigenSeite in der Strömungsrichtungder zu behandelnden Flüssigkeitenin Bezug auf eine Position, an der der Versorgungsabschnitt (13a, 13b)und der Kanal (12) miteinander verbunden sind, und aufeiner stromaufwärtigenSeite in Bezug auf den Sammelabschnitt (15) angeordnetist.
    [11] Verfahren zum Herstellen des mikrochemischen Chips(1) nach Anspruch 1 mit folgenden Schritten: Ausbildeneines Nutabschnitts (33), der den Kanal (12) unddie Versorgungskanäle(17a, 17b) auf einer Oberfläche einer keramischen Grünfolie (31)bildet, die den Trägerkörper (20)bildet; Ausbilden des Versorgungsdurchgangslochs (42a, 42b)und des Sammeldurchgangslochs (43) in dem Abdeckelement(21); Ausbilden der versorgungsabschnittseitigen Elektrode(23a, 23b) auf einem Teil einer Unterseite desin der keramischen Grünfolie(31) ausgebildeten Nutabschnitts (33), welcherTeil direkt unterhalb des Versorgungsdurchgangslochs (42a, 42b)zu positionieren ist, und Ausbilden der sammelabschnittseitigen Elektrode(24) auf einem Teil einer Unterseite des Nutabschnitts(33), welcher Teil direkt unterhalb des Sammeldurchgangslochs(43) zu positionieren ist; Ausbilden des Trägerkörpers (20)durch Sintern der keramischen Grünfolie(31), die den Nutabschnitt (33), die versorgungsab schnittseitigenund die sammelabschnittseitigen Elektroden (23a, 23b, 24)aufweist, bei vorgegebener Temperatur; und Ausbilden des Trägers (11)durch Abdecken des Nutabschnitts (33) auf der Oberfläche desTrägerkörpers (20)mit dem Abdeckelement (21).
    [12] Verfahren zum Herstellen des mikrochemischen Chips(1A, 1B) nach Anspruch 3 mit folgenden Schritten: Ausbildeneines Nutabschnitts (33), der den Kanal (12) unddie Versorgungskanäle(17a, 17b) auf einer Oberfläche einer ersten keramischenGrünfolie(31) bildet, die den Trägerkörper (20)bildet; Ausbilden des Versorgungsdurchgangslochs (42a, 42b)und des Sammeldurchgangslochs (43) in einer zweiten keramischenGrünfolie,die das Abdeckelement (21A, 21B) darstellt; Ausbildender versorgungsabschnittseitigen Elektrode (23a, 23b)auf einem Teil einer Unterseite des in der ersten keramischen Grünfolie (31)ausgebildeten Nutabschnitts (33), welcher Teil direkt unterhalbdes Versorgungsdurchgangslochs (42a, 42b) oderauf einer Innenumfangsoberflächedes in der zweiten keramischen Grünfolie ausgebildeten Versorgungsdurchgangslochs(42a, 42b) zu positionieren ist; Ausbildender sammelabschnittseitigen Elektrode (24) auf einem Teileiner Unterseite des in der ersten keramischen Grünfolie (31)ausgebildeten Nutabschnitts (33), welcher Teil direkt unterhalbdes Sammeldurchgangslochs (43) zu positionieren ist, oder aufeiner Innenumfangsoberflächedes in der zweiten keramischen Grünfolie ausgebildeten Sammeldurchgangslochs(43); Laminieren der zweiten keramischen Grünfolie auf dieOberflächeder ersten keramischen Grünfolie (31),die den Nutabschnitt (33) aufweist, um den Nutabschnitt(33) abzudecken; und Ausbilden des Trägers (11A, 11B)durch Sintern der laminierten keramischen Grünfolien bei vorgegebener Temperatur.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2005024316A|2005-01-27|
    DE102004031424B4|2008-10-23|
    US20040265992A1|2004-12-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-03-03| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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